新型冠状病毒肺炎疫情正成为全球关注的焦点。作为一种新发现的病毒，新型冠状病毒(SARS-CoV-2)的来源、是否变异、感染途径等问题尚待研究。此文通过对GISAID平台发布中的SARS-CoV-2核苷酸序列进行分析，并就目前关于SARS-CoV-2的病毒起源、核酸序列、遗传关系、传播途径和感染机制等分子生物学方面的研究结合笔者对基因组序列分析进行了综述。
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目前，新型冠状病毒肺炎疫情已成为全社会高度关注和面对的严峻问题。新型冠状病毒（SARS-CoV-2）作为一种新发现的致病性病毒受到国内外广泛关注。关于SARS-CoV-2的认识正在不断刷新，本文就病毒的发现过程、基因组学研究等现状结合个人对基因组序列分析做一综述。
2020年初，有学者对肺炎患者的样本进行全基因组测序发现了一种从未见过的乙型冠状病毒属(betacoronavirus)病毒。该病毒从感染者呼吸道上皮细胞中分离出，归于正冠状病毒亚科，但形成了另外一簇的进化分枝，被认定是SARS冠状病毒的姊妹病毒，成为可以感染人类的冠状病毒科中的第7个成员[1]。
目前，学界认为可能是一种携带SARS-CoV-2的动物将病毒传播给了人类[2]。2020年1月22日，中国的一个研究小组称蛇是本次病毒传播的罪魁祸首[3]。但许多科学家质疑这种说法，表示并没有证据表明病毒可以感染哺乳动物和鸟类以外的其他物种。Callaway和Cyranosk[4]综合了多位学者的意见，认为蛇可能不是SARS-CoV-2的中间宿主。武汉病毒研究所的科学家团队发现SARS-CoV-2与一种蝙蝠中的冠状病毒序列一致性高达96.2%[5]。Wu等[6]研究了来自武汉的7例患者，收集了患者支气管肺泡灌洗液，利用测序技术鉴定出了SARS-CoV-2。病毒全基因组分析显示，该病毒与SARS冠状病毒接近(89.1%的核苷酸相似性)，SARS冠状病毒来自蝙蝠并有基因重组历史。Robertson[7]对SARS-CoV-2 Wuhan-Hu-1株全基因组序列进行进化分析，认为SARS-CoV-2与乙型冠状病毒属中的蝙蝠冠状病毒关系最为密切，并且其系统发育聚类始终是SARS相关蝙蝠冠状病毒的姊妹群。来自9例患者的10个SARS-CoV-2基因组序列同源性达99.98%以上，与2018年SARS相关冠状病毒bat-SL-CoVZC45和bat-SL-CoVZXC21密切相关，因此蝙蝠或为SARS-CoV-2潜在的起源[5]。此外，北京大学和浙江大学使用深度学习算法预测武汉SARS-CoV-2的宿主及传染性，结果表明蝙蝠和水貂可能是SARS-CoV-2的两个来源，中间宿主可能为水貂[8]。
2020年1月5日，SARS-CoV-2的第一个基因组序列数据[9]上传到NCBI后，陆续有从患者样本中分离SARS-CoV-2基因组序列在GISAID平台发布，国家基因库生命大数据平台(https://db.cngb.org/datamart/disease/DATAdis19)在进一步确认对末端序列的完成和相关伦理审批合规后，于2020年1月22日将SARS-CoV-2序列正式公布，这为研究分析SARS-CoV-2的进化来源、变异提供了第一手资料。
图1中SARS-CoV-2序列均从在GISAID和NCBI数据库下载序列（MN908947.3、MN975262、MN938384下载于NCBI，其他均下载于GISAID数据库）。以BetaCoV/Wuhan/IVDC-HB-01 S基因核苷酸在NCBI数据库搜索序列相似度中等一致的基因，经blast对齐后制作进化树，以DNASTAR分析所有SARS-CoV-2核苷酸序列变异，用SIMPLOT分析核苷酸的相似性。图1表明现有的23个SARS-CoV-2全基因组均分布在一个大的进化分支上，除BetaCoV/Wuhan/IVDC-HB-04在核苷酸18 531~18 587缺失（以MN908947.3核苷酸序列为参考）外，基因组序列同源性达到100%（图2）。
注：■为新型冠状病毒
以BetaCoV/Wuhan/IVDC-HB-01和BetaCoV/Wuhan/IVDC-HB-04为代表株，分析与SARS冠状病毒(NC_004718)、中东呼吸综合征（MERS）冠状病毒Human betacoronavirus 2c EMC/2012 (JX869059)及SARS相关冠状病毒bat-SL-CoV-ZC45和bat-SL-CoVZXC21核苷酸同源性，结果与SARS冠状病毒同源性达80.0%~80.3%，与MERS冠状病毒同源性达53.5%~53.6%，与SARS-CoV-2进化关系最近的SARS相关冠状病毒bat-SL-CoVZXC21和bat-SL-CoVZC45核苷酸同源性达88.1%~88.5%(图3)，SARS-CoV-2 BetaCoV/Wuhan/IVDC-HB-01与bat-SL-CoVZXC21株非常相似(图4)，与现有发表的观点一致[1,5]。
注：EPI_ISL_402119为新型冠状病毒BetaCoV/Wuhan/IVDC-HB-01；EPI_ISL_402120为新型冠状病毒BetaCoV/Wuhan/IVDC-HB-04；NC_004718为SARS冠状病毒；JX869059为MERS冠状病毒Human betacoronavirus 2c EMC/2012；MERS：中东呼吸综合征
注：新型冠状病毒BetaCoV/Wuhan/IVDC-HB-01为Query；M红色为SARS相关冠状病毒bat-SL-CoVZC21, K绿色为其他SARS相关冠状病毒
希腊雅典大学、希腊雅典国家公共卫生组织为确定SARS-CoV-2的遗传关系，在sarbecovirus亚属内寻找可能的重组，表明SARS-CoV-2虽然与整个基因组中的BatCoV-RaTG13序列相似性为96.3%，但与Bat-SARS相关冠状病毒序列的聚类不一致[10]。在跨越前11 498个核苷酸的5'部分和跨越24 341~30 696个位置的最后3'部分中，SARS-CoV-2和RaTG13与蝙蝠非典型冠状病毒序列形成一个单一的簇，而在跨越ORF1a的3'端、ORF1b和几乎一半的峰区的中间区域，SARS-CoV-2和RaTG13在sarbecovirus分支内分为一个单独的远缘谱系。因此SARS-CoV-2和RaTG13之间的遗传相似性水平表明，后者并未提供导致人类暴发的确切变异，但SARS-CoV-2起源于蝙蝠的假设非常可能，该研究证明SARS-CoV-2不是镶嵌病毒，几乎一半的基因组都是由乙型冠状病毒的一个不同谱系组成。而Wu等[11]将SARS-CoV-2与SARS冠状病毒和SARS相关冠状病毒的基因组序列进行对比分析发现这些病毒间有380个氨基酸替换，可能导致了功能和致病性差异。这些基因组特征及其与宿主趋向性、人际传播力和毒力的潜在联系需要进一步关注。
越来越多的研究证实SARS-CoV-2存在人际传播[12,13,14]，而关于SARS-CoV-2的传播动力学及传播方式仍不十分明了[15]。SARS-CoV-2进入细胞的受体与SARS冠状病毒均为血管紧张素转化酶2(ACE2)[5]，ACE2为SARS冠状病毒和NL63的受体[16]。同济医学院报告认为亚裔男性样本的ACE2表达水平是白人/非洲人的5倍[17]。Zhang等[18]通过单细胞转录组鉴定了正常人肺和胃肠系统中表达ACE2的细胞组成和比例，结果表明ACE2对于SARS-CoV-2进入HeLa细胞至关重要，数据表明ACE2可能是SARS-CoV-2的受体，并发现ACE2不仅在肺2型肺泡上皮细胞（AT2）中表达，而且也存在于食管上层和分层的上皮细胞以及来自回肠和结肠的吸收性肠上皮细胞中，SARS-CoV-2感染的肠道症状可能与侵袭表达ACE2的肠上皮细胞有关。这些证据表明，SARS-CoV-2可能存在多样化的潜在感染途径，有待进一步深入研究，这对防控SARS-CoV-2感染的健康政策制定有一定影响[19]。
目前，关于SARS-CoV-2的许多重要问题尚未得到解答，包括其起源、流行程度和在人类中传播的持续时间、感染其他动物宿主的能力以及人类感染的范围和发病机制等[20]。基于当前的研究，尽管科学家目前把SARS-CoV-2的起源锁定在蝙蝠，但其是否经过中间宿主再传播到人，是否还存在另外的传染源，传染途径除呼吸道外是否存在消化道传播等问题仍需进一步探索。
所有作者均声明不存在利益冲突
